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角度位移传感器的应用及未来发展方向分析

发布日期:2018-09-12 作者:角度位移传感器 点击:

角度位移传感器就是通过利用测量其他物理量来间接测量角度的一种仪器,角度传感器采用高性能智能集成磁敏感元件,将机械转动或角位移转化为电信号输出,非接触测量。产品具有无触点、无噪声、高灵敏度、高重复性、接近无限转动寿命、高频响应特性好。环境适用性强,可用于水、油、汽、粉尘、高低温、振动冲击等恶劣工业使用环境。360°绝对位置测量,是替代光学编码器、旋转变压器、导电塑料电位器的理想产品。它可以通过测量电阻、电容、电压等等一系列容易测量的物理量来测量一些实际中不容易直接测得的角度,比如说数值特别小、特别大的角度或者精确度要求特别高的角度。这样就解决了实际中很多测量角度的困难。

利用角度变化来定位物体位置的电子元件即为角度位移传感器。目前角度位移传感器广泛用于汽车,工程机械,宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统以及注塑机,木工机械,印刷机,电子尺,机器人,工程监测,电脑控制运动器械等需要精确测量位移的领域中。它的精确性可靠性直接关系到国防建设和工程建设。

角度位移传感器检测的目标按照目标性质分为实时变化的和静态的目标两种。静态角测量技术已经基本成熟。但是动态角精确测量技术还不够完善,存在很多问题,是当今研究热点。随着国防科技的发展,对角度测试精度提出了更高级别的要求。因此未来研究将向着高精度、高可靠性、无绝对零位、高抗干扰能力、成本低廉方向发展。

FA 是 Factory Automation 的简称,意指“工厂自动化、省人工化”。

可充分运用工业机器人,将以往的人力作业升级为无人化作业,以提高生产性(消减生产成本、提高生产效率)和品质(提高成品率、实现性能均衡化),从而将人力分配到更具创造性的工作中去。

FA 用传感器是指在这种自动化作业当中,代替人力进行各种作业的传感器。

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以传感器代替人力,可检查工件的有无或不同品种的混入状况、部件的缺失。根据光的透过量或反射光的角度,可测量出目标物的有无或距离。

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在油污飞溅的环境中,以传感器代替人检查金属目标物的有无。以磁力代替人眼,可检测目标物的接近程度。光在水或油污飞溅的环境中动作会不稳定,而磁力在这种环境中则可准确检测。

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代替人力管理罐内的液面高度。发送超声波后,将接收从目标物反射回来的超声波,通过测量这一过程的时间可测量出与目标物之间的距离。

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以相机代替人眼可检查目标物的脏污或印刷不良等。对相机捕捉到的图像进行处理,可代替人力实施各种检查。可统计目标物的数量(缺货检查),也可检查异物、损伤或缺陷。

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位移传感器不仅可测量有无,还可测量目标物的小 / 大、远 / 近等位移量

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光电、接近开关

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位移传感器

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光电、接近开关

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位移传感器

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代表性位移传感器包括以下 6 种。

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应用了三角测量的测量原理。如果目标物的位置发生变动,则 RS-CMOS 上的受光位置也会发生变动,通过检测其变动从而测量目标物的位移量。

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活用高精度“Green LED”与远心镜头的光学技术,受光部采用专为传感器设计的“HL-CCD”,实现了高速、高精度与高耐久性的目的。

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使用超清晰 CMOS 传感器进行高速拍摄 , 从刻有因位置而异的缝口图形的“绝对值刻度尺”读取其移动量。拥有同级超高精度,即使高速移动也绝不产生追踪误差的超一流检测原理。

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超声波式位移传感器是从传感头发射超声波,再接收由目标物反射回来的超声波,通过测量超声波从发射到接收的时间,来测量距离。

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检查包含两种含意 :

(1) 逐个零件进行检查

(2) 组装时进行检查。

例如,为了制作某个产品而需要大量零件。

为了组装这些零件而制作出正确的产品,必须要求每个零件都正确组装。

此外,组装各个零件后,也必须检查是否已正确组装。

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无问题

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灰色零件的尺寸过大,无法正确盖上盖子

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灰色零件安装倾斜,无法正确盖上盖子

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针对组装部件时的机器动作,也会使用位移传感器。通过确认机器是否正常动作,可防止排出 NG 品。

例 : 机器人将材料搬运至既定位置,然后由密封涂布机涂抹密封材料。如果机器人无法将材料搬运至既定位置,则涂抹的位置将偏移并会排出 NG 品。

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精度和公差

基准与允许的最大值或最小值之差称为公差。

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精度是指表示测量准确程度的尺度。

那么,上图的公差 ±0.1mm,

应该以何种程度的精度进行测量呢?

下表是表示精度为

(1)±0.001mm (2)±0.01mm (3)±0.03mm时,

各自相对于 ±0.1mm 公差的比率以及可判断为 OK 的目标物大小。

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“位移传感器”的精度越高越能准确判断。



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